Takeshi Izumo Directeur de thèse: Joël Picaut

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1 Takeshi Izumo Directeur de thèse: Joël Picaut
Le sous-courant équatorial et les échanges de masse et de chaleur associés dans le Pacifique tropical : variabilité, liens avec les événements El Niño-La Niña Takeshi Izumo Directeur de thèse: Joël Picaut Travaux effectués au LEGOS (Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales)

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3 Plan Présentation du Pacifique tropical, du phénomène El Niño et du sous-courant équatorial Suivi lagrangien de masses d’eau pendant les événements El Niño-La Niña de dans le modèle OPA Etude du sous-courant équatorial et de sa variabilité à partir des mouillages TAO/TRITON Variabilité de la circulation tropicale associée au sous-courant équatorial dans le modèle, conséquences sur les échanges de chaleur Conclusions et perspectives Most of these results published soon in JGR

4 Plan Présentation du Pacifique tropical, du phénomène El Niño et du sous-courant équatorial Suivi lagrangien de masses d’eau pendant les événements El Niño-La Niña de dans le modèle OPA Etude du sous-courant équatorial et de sa variabilité à partir des mouillages TAO/TRITON Variabilité de la circulation tropicale associée au sous-courant équatorial dans le modèle, conséquences sur les échanges de chaleur Conclusions et perspectives Most of these results published soon in JGR

5 EUC Anomalies mensuelles de la température de surface de la région Niño3.4 EUC Precipitation *30 Ne pas faire trop long Definir la thermocline au debut, dire qu’elle a une pente=>apparition de l’EUC

6 Mécanisme de recharge-décharge de la bande équatoriale (Jin, 1997)
2) état déchargé El Niño 3) recharge 4) état rechargé Ne pas oublier pourquoi passage a la nina: thermocline plus proche de la surface =>SST froide=> la nina (favorise l’apparition d’anomalies froides a l’est du pacifique) tr: La Niña Meinen et McPhaden,2000

7 La circulation moyenne du Pacifique tropical
(NECC) divergence (SEC) convergence Sous-courant equatorial=EUC 1m/s, tres effile, 200 km de large, 100m et 10000km Circ meridienne a presenter Conv geost nourrit l’EUC qui alimente l’upwelling eq a l’est puis div en surface (Ekman) Tr: circ 3D complexe=> trajectroires (EUC) Philander, 1990

8 Trajectoires climatologiques dans un modèle
Subduction en hiver dans les subtropiques Trajectoires sur 15 ans! Profondeur de la particule (m) Gu and Philander, 1997

9 Problématique Variation de la circulation équatoriale, de l’EUC et des cellules de circulation méridienne pendant El Niño. Causes dynamiques des variations de débit et de température. Conséquences sur les échanges de chaleur, sur les recharges/décharges et la SST dans le Pacifique équatorial. Most of these results published soon in JGR

10 Plan Présentation du Pacifique tropical, du phénomène El Niño et du sous-courant équatorial Suivi lagrangien de masses d’eau pendant les événements El Niño-La Niña de dans le modèle OPA Etude du sous-courant équatorial et de sa variabilité à partir des mouillages TAO/TRITON Variabilité de la circulation tropicale associée au sous-courant équatorial dans le modèle, conséquences sur les échanges de chaleur Conclusions et perspectives Most of these results published soon in JGR

11 Le modèle OPA Courant zonal à 0°-165°E à 15 m U à 0°-110°W à 75 m
Modèle global développé au LODYC (Paris), grille ORCA 2° Différents forçages interannuels: flux des réanalyses NCEP ( ), vents des réanalyses NCEP ou vents ERS (de 1992 à 1999). Courant zonal à 0°-165°E à 15 m U à 0°-110°W à 75 m Données TAO OPA-ERS (m/s) m/s Corrélation: 0.93 Rms-dif: 0.22 m/s Modèle OPA en version globale, grille orca 2, resolutions zonale, meridienne et verticale Validation par les courants car trajectoire Je l’ai fait partout, en voici un exemple Tr: On voit deja pour U a 165E la modification des courants pendant el nino de 97=>effet sur les deplacements de masses d’eau

12 Trajectoires de particules lâchées à 180° en juin 1997
Temps (mois) Décembre 1999 Juin 1999 Juin 1998 Juin 1997 Profondeur (m) Tres different des parcours climatologiques Intro: plusieurs centaines d’experiences ont ete faites, a differents instants, profondeurs, simulations…en climato ou avec champ filtre pour n’avoir que l’interannuel… =>ici, qu’un seul exemple Decharges de ces eaux chaudes de surface a des moments differents=>est-ce par hasard? =>ces decharges ont ete confirme par d’autres laches Profondeurs de 25 m, 45 m=>pas toujours la decharge vers sud Delicat=>necessite d’une approche eulerienne complementaire

13 Origines subtropicales des eaux froides émergeant début juin 1998 pendant la transition vers La Niña
SST du modèle le 7 juin 1998 (°C) Température et courants en sous-surface Dire que c’est un resultat =>publication (°C) Izumo et al., 2002

14 Origine des eaux froides
01-06/1993 profondeur (m) -120 m Janvier 1993 Annoncer qu’il y a une animation Interestingly, in this OGCM, all of the cold water surfacing at 0°-130°W during the first 3 weeks of June 1998 came from the subtropics Realistic simulation with the use of ERS wind stress But short simulation to track back the waters all the way to the surface (starts in January 1993 and m depth) Backward trajectories starting from the cold water in June 1998, sequence inverted in time (forward) in the following -100 m Janvier 1993

15 Origine des eaux froides
07-12/1993 profondeur (m) -180m Two different pathways in the southern hemisphere -170m

16 Origine des eaux froides
01-06/1994 profondeur (m) -170m -160m

17 Origine des eaux froides
07-12/1994 profondeur (m) -160m -160m

18 Origine des eaux froides
01-06/1995 profondeur (m) -150m All the way through the western boundary currents -150m

19 Origine des eaux froides
07-12/1995 profondeur (m) -140m -140m

20 Origine des eaux froides
01-07/1996 profondeur (m) -150m

21 Origine des eaux froides
07-12/1996 profondeur (m) -150m

22 Origine des eaux froides
01-06/1997 profondeur (m) -130m Into the rapid EUC

23 Origine des eaux froides
07-12/1997 profondeur (m) -110m

24 Origine des eaux froides
01-06/1998 profondeur (m) -120 m Janvier 1993 Juin 1998 0 m And up to the surface at 0°-130°W, with all the waters coming from the north part of the EUC Attention a l’interpretation Cela n’est pas la cause de la transition vers La Nina, car concordance de multiples phenomènes L’exp montre cependant l’importance des STCs et du sous-courant dans l’alimentation de l’upwelling equatorial Tr: =>necessite d’etudier l’EUC plus precisement -100 m Janvier 1993 Izumo et al., 2002

25 Conclusions intermédiaires
1) Analyse lagrangienne Décharges complexes et asymétriques Apport d’eaux froides des subtropiques par les cellules de circulation méridienne et l’EUC lors de la brusque transition vers La Niña en mai-juin 1998 2) Forte variabilité des trajectoires Difficulté de l’interprétation =>nécessité d’une approche eulérienne complémentaire Most of these results published soon in JGR

26 Plan Présentation du Pacifique tropical, du phénomène El Niño et du sous-courant équatorial Suivi lagrangien de masses d’eau pendant les événements El Niño-La Niña de dans le modèle OPA Etude du sous-courant équatorial et de sa variabilité à partir des mouillages TAO/TRITON Variabilité de la circulation tropicale associée au sous-courant équatorial dans le modèle, conséquences sur les échanges de chaleur Conclusions et perspectives Most of these results published soon in JGR

27 Le système d'observation d‘El Niño actuel
Il faut passer rapidement sur les autres systemes d’observation Maregraphes ont permis de valider le modele 70 bouees, pas 80 Donnees de temperature partout mais courant que a l’equateur Mesures de courant

28 Les mouillages TAO Chance d’alller en mission pour apprendre (pas voir…!)

29 Les mouillages TAO Tr:les couranto seulement a l’equateur. Ils peuvent casser=> trous

30 Bouchage 3D des séries temporelles de U et T.
Les différentes étapes d’obtention de séries continues des caractéristiques de l’EUC Bouchage 3D des séries temporelles de U et T. Interpolations verticales de U et T tous les 5 mètres. Intégration verticale => DEUC, TEUC, zEUC, EcEUC à l’équateur Extrapolation en latitude pour considérer l’EUC dans toute sa largeur. eq y EUC L z

31 Données in situ TAO à 0°-110°W avant bouchage
Courant zonal (courantomètres) (cm/s) Température (°C) PROFONDEUR (m) PROFONDEUR (m) Courant zonal (ADCP) (cm/s) Echelles de profondeur differentes, car courantometres que jusqu’à 250 m, alors que en température jusqu’à 500 m Dire d’abord que des courantometres ponctuelles, qui peuvent casser, expliquer pourquoi il peut y avoir des bouchages PROFONDEUR (m)

32 Données in situ TAO à 0°-110°W après bouchage
Courant zonal (cm/s) Température (°C) PROFONDEUR (m) PROFONDEUR (m)

33 Définition de la température de l’EUC
Débit de l’EUC (DEUC): Température pondérée par le courant zonal de l’EUC (TEUC): Intérêt: calcul du transport de chaleur de l’EUC (FEUC):

34 Efficacité de l’interpolation verticale
Débit de l'EUC à l’équateur (DEUC/eq) à 110°W (m2/s) On ne met pas les incertitudes relatives pour purifier εDeuc ~ 4 m2/s (4 %) εTeuc ~ 0.13°C (0.7 %) εZeuc ~ 1.7 m (1.3 %) εEc euc ~ 6 J/kg/m (10 %) courantomètres + interpolation spline

35 Efficacité de l’interpolation verticale
Débit de l'EUC à l’équateur (DEUC/eq) à 110°W (m2/s) On ne met pas les incertitudes relatives pour purifier εDeuc ~ 4 m2/s (4 %) εTeuc ~ 0.13°C (0.7 %) εZeuc ~ 1.7 m (1.3 %) εEc euc ~ 6 J/kg/m (10 %) ADCP courantomètres + interpolation spline

36 Extrapolation en latitude
Modèle analytique: L EUC y eq z Avec: Lthéorie=(4π)1/4 (c/β)1/2 ~ 230 km Modèle numérique OPA à 140°W: (Sv) Débit de l’EUC réel (°C) Température de l’EUC réelle L=350 km pour 140W dans OPA-NCEP (c/β)1/2=120 km =rayon de deformation equatorial Lthéorie=(4π)1/4 (c/β)1/2 ~ 230 km Lmodèle OPA= km Ldonnées in situ= km (c/β)1/2 est le rayon de déformation équatorial TEUC DEUC

37 Extrapolation en latitude
Modèle analytique: L EUC y eq z Avec: Lthéorie=(4π)1/4 (c/β)1/2 ~ 230 km Modèle numérique OPA à 140°W: (Sv) Débit de l’EUC réel/extrapolé (°C) Température de l’EUC réelle/extrapolée Corrélation: 0.94 Corrélation: 0.98 L=350 km pour 140W dans OPA-NCEP (c/β)1/2=120 km =rayon de deformation equatorial Lthéorie=(4π)1/4 (c/β)1/2 ~ 230 km Lmodèle OPA= km Ldonnées in situ= km Graph: filtrage Hanning sur 3 mois (c/β)1/2 est le rayon de déformation équatorial TEUC TEUC/eq DEUC DEUC/eq

38 Extrapolation en latitude: données in situ
Extrapolation en latitude: données in situ (Sv) Débit de l’EUC à 170°W (°C) Température de l’EUC à 170°W o TEUC TEUC/eq x o DEUC DEUC/eq (Sv) Débit de l’EUC à 140°W (°C) Température de l’EUC à 140°W x o DEUC DEUC/eq o TEUC TEUC/eq Dire que c’est a partir de bateaux

39 Analyse physique de la variabilité de l’EUC à partir des données TAO extrapolées
Variabilité ENSO (SST+vents) et anomalie de débit Anomalies de SST Anomalies de vent anomalie de l’EUC (Mantua et Battisti, 1995)

40 Réponse quasi-linéaire du débit de l’EUC au vent zonal
(Sv) Comparaison débit de l’EUC / vent zonal Corrélation: 0.96 D’EUC (170°W) Introduire le filtrage Hanning, expliquer pourquoi on obtient alors les variations interannuelles K=0.73 a 1.7 experimentalement (filtrage Hanning sur 2 ans) Avec Kthéorie= 2 ⅹ 10-4 Sv/Pa/m et Kexpérimental ~ 1.2 x 10-4 Sv/Pa/m.

41 Relation linéaire entre la température de l’EUC et l’écart de profondeur entre la thermocline et l’EUC Comparaison température de l’EUC / écart de profondeur entre la thermocline et l’EUC à 170°W (°C) 33 m Corrélation: 0.96 11 m 0 m -11 m T’EUC 0.09°C/m x (z’20-z’EUC) -33 m (filtrage Hanning sur 3 mois)

42 Utilisation du modèle pour la suite: validation de l’EUC avec les données TAO extrapolées
DEUC à 140°W (Sv) Données TAO Modèle OPA-NCEP (°C) T’EUC à 140°W On peut enfin utiliser les series construites pour valider l’euc Données TAO Modèle OPA-NCEP

43 Conclusions intermédiaires
Possibilité d’estimer avec précision les caractéristiques de l’EUC depuis 1980 à l’aide des mouillages TAO/TRITON à l’équateur. Réponse linéaire du débit de l’EUC aux variations interannuelles du vent zonal à l’ouest de l’EUC. Relation linéaire entre la température de l’EUC et la différence des profondeurs de la thermocline et de l’EUC. Réalisme de l’EUC depuis 1980 dans le modèle OPA forcé par les vents NCEP Most of these results published soon in JGR

44 Plan Présentation du Pacifique tropical, du phénomène El Niño et du sous-courant équatorial Suivi lagrangien de masses d’eau pendant les événements El Niño-La Niña de dans le modèle OPA Etude du sous-courant équatorial et de sa variabilité à partir des mouillages TAO/TRITON Variabilité de la circulation tropicale associée au sous-courant équatorial dans le modèle, conséquences sur les échanges de chaleur Conclusions et perspectives Most of these results published soon in JGR

45 Circulation méridienne dans le modèle
Densité potentielle à 170°W et transports méridiens intégrés (kg/m3) Divergence en surface Convergence dans la pycnocline Bien dire qu’ici, c’est pour illustrer, Ne pas lui en faire dire trop Attention aux questions sur les STCs/TCs Dire que ce n’est pas la definition parfaite mais bon.

46 Variabilité interannuelle de la convergence dans la pycnocline
transports dans la pycnocline anomalie de l’EUC

47 Comparaison avec l’estimation à partir de la théorie de Sverdrup (Sv)
Réponse linéaire et quasi-stationnaire de la convergence par l’océan intérieur aux variations de vent Comparaison avec l’estimation à partir de la théorie de Sverdrup (Sv) Corrélation: 0.96 Convergence dans la pycnocline par l’océan intérieur (modèle) 38% de la convergence géostrophique sur toute la colonne d’eau Ca marche bien donc c’est rassurant pour cette étude qui n’utilise a priori que le modèle: la dynamique du pacifique tropical est quasi-linéaire et stationnaire

48 Comparaison avec l’estimation à partir de la théorie de Sverdrup (Sv)
Réponse linéaire et quasi-stationnaire de la convergence par l’océan intérieur aux variations de vent Comparaison avec l’estimation à partir de la théorie de Sverdrup (Sv) Corrélation: 0.96 Convergence dans la pycnocline par l’océan intérieur (modèle) (transport de Sverdrup – transport d’Ekman) x 0.38 (vents NCEP) 38% de la convergence géostrophique sur toute la colonne d’eau Ca marche bien donc c’est rassurant pour cette étude qui n’utilise a priori que le modèle: la dynamique du pacifique tropical est quasi-linéaire et stationnaire

49 Variabilité interannuelle de la divergence en surface
transports dans la pycnocline transports dans la couche de surface anomalie de l’EUC

50 Asymétrie des variations des divergences à 5°N et 5°S
Divergence à 5°N et 5°S (Sv) Intro: Cependant, le schema precedant est simplificateur car en realite, il y a de fortes asymetries dans les vents (cycle sais…)=>fortes asym dans la div d’Ekman Ainsi: ici contributions de 5n et 5s au total (montrer la somme qui fait bien le total) Ex de fin 97 debut 98 lorsque l’itcz passe au sud de l’equateur On retrouve les decharges observees qualitativement avec les trajectoires Par contre, si on regarde la convergence , elle est symétrique Si on regarde la corrélation avec la SST , elle est bonne, comme on s’y attendait, et surtout, les amplitudes sont bien expliquées par des théories simples. Les dephasages sont interessants, on verra avec les bilans de chaleur pourquoi Divergence à 5°S Divergence à 5°N

51 Asymétrie des variations des divergences à 5°N et 5°S
Divergence à 5°N et 5°S Comparaison de la somme à la SST de Niño3.5 (180°-120°W; 5°N-5°S) (Sv) Avance sur la SST: 5.5 mois Corrélation laggée: -0.82 -1°C 0°C +1°C Dire nino3.5: temperature de surface sur la moitie est du pacifique eq Intro: Cependant, le schema precedant est simplificateur car en realite, il y a de fortes asymetries dans les vents (cycle sais…)=>fortes asym dans la div d’Ekman Ainsi: ici contributions de 5n et 5s au total (montrer la somme qui fait bien le total) Ex de fin 97 debut 98 lorsque l’itcz passe au sud de l’equateur On retrouve les decharges observees qualitativement avec les trajectoires Par contre, si on regarde la convergence , elle est symétrique Si on regarde la corrélation avec la SST , elle est bonne, comme on s’y attendait, et surtout, les amplitudes sont bien expliquées par des théories simples. Les dephasages sont interessants, on verra avec les bilans de chaleur pourquoi Divergence à 5°N+5°S - SST de Niño3.5 Divergence à 5°S Divergence à 5°N

52 Cela fait l’objet d’un article soumis
Etude des températures pondérées par le transport de la convergence et de la divergence Différence de température entre la divergence et la convergence comparée à la SST de Nino3.5 (°C) Avance sur la SST: 4 mois Corrélation laggée: 0.93 T’div-T’conv SST’(Niño3.5) Profiter de cette courbe pour introduire les problemes de tendance dans le modèle causee par les vents Cela fait l’objet d’un article soumis => (T’div-T’conv)~SST’(Niño3.5)

53 anomalie de l’upwelling
Covariabilité des transports de masse des différentes branches des cellules méridiennes transports dans la pycnocline transports dans la couche de surface anomalie de l’upwelling équatorial anomalie du SEC anomalie de l’EUC

54 Covariabilité des transports de masse des différentes branches des cellules méridiennes
(Sv) Débits de l’EUC, du SEC et de l’upwelling équatorial DSEC (170°W)

55 Covariabilité des transports de masse des différentes branches des cellules méridiennes
(Sv) Débits de l’EUC, du SEC et de l’upwelling équatorial DSEC (170°W) DUPW (170°W-bord est; 5°N-5°S; 80 m)

56 Covariabilité des transports de masse des différentes branches des cellules méridiennes
(Sv) Débits de l’EUC, du SEC et de l’upwelling équatorial DSEC (170°W) DUPW (170°W-bord est; 5°N-5°S; 80 m) DEUC (170°W)

57 Transport de chaleur associé à l’EUC anomalie de l’upwelling
transports dans la pycnocline transports dans la couche de surface anomalie de l’upwelling équatorial anomalie du SEC anomalie de l’EUC

58 Transport de chaleur associé à l’EUC: variations interannuelles
Transport de chaleur associé à l’EUC vers l’est du Pacifique équatorial: (1015 W) Variations du transport de chaleur associé à l’EUC (filtrage Hanning sur 2 ans) Variations dues à D’EUC Bien dire que la definition est independante d’une temperature de reference. Formule qui permet de donner un sens physique simple a tout ca: Quand l’euc augmente par exemple, des eaux froides rentrent et l’entree est compensee par la sortie d’eaux chaudes en surface

59 Transport de chaleur associé à l’EUC: variations interannuelles
Transport de chaleur associé à l’EUC vers l’est du Pacifique équatorial: (1015 W) Variations du transport de chaleur associé à l’EUC (filtrage Hanning sur 2 ans) Variations dues à D’EUC Variations dues à T’EUC Bien dire que la definition est independante d’une temperature de reference. Formule qui permet de donner un sens physique simple a tout ca: Quand l’euc augmente par exemple, des eaux froides rentrent et l’entree est compensee par la sortie d’eaux chaudes en surface

60 Transport de chaleur associé à l’EUC: variations interannuelles
Transport de chaleur associé à l’EUC vers l’est du Pacifique équatorial: (1015 W) Variations du transport de chaleur associé à l’EUC (filtrage Hanning sur 2 ans) Variations dues à D’EUC Variations dues à T’EUC Variations totales Bien dire que la definition est independante d’une temperature de reference. Formule qui permet de donner un sens physique simple a tout ca: Quand l’euc augmente par exemple, des eaux froides rentrent et l’entree est compensee par la sortie d’eaux chaudes en surface

61 Transport de chaleur associé à l’EUC: variations décennales
Transport de chaleur associé à l’EUC vers l’est du Pacifique équatorial: (1015 W) Variations du transport de chaleur associé à l’EUC (filtrage Hanning sur 10 ans) Variations dues à D’EUC Dire: tendance de la SST causee par la biasse de l’EUC et de l’upwelling equatorial

62 Transport de chaleur associé à l’EUC: variations décennales
Transport de chaleur associé à l’EUC vers l’est du Pacifique équatorial: (1015 W) Variations du transport de chaleur associé à l’EUC (filtrage Hanning sur 10 ans) Variations dues à D’EUC Variations dues à T’EUC Dire: tendance de la SST causee par la biasse de l’EUC et de l’upwelling equatorial

63 Transport de chaleur associé à l’EUC: variations décennales
Transport de chaleur associé à l’EUC vers l’est du Pacifique équatorial: (1015 W) Variations du transport de chaleur associé à l’EUC (filtrage Hanning sur 10 ans) Variations dues à D’EUC Variations dues à T’EUC Variations totales Dire: tendance de la SST causee par la biasse de l’EUC et de l’upwelling equatorial

64 Conclusions Analyse Lagrangienne => décharges complexes => apport d’eaux froides des subtropiques via l’EUC lors de la brusque transition vers La Niña en mai 1998. Très bonne estimation de l’EUC à partir des mouillages TAO (même avec des courantomètres ponctuels). Ajustement quasi-linéaire de la circulation proche-équatoriale au vent zonal aux échelles interannuelles. Variations très similaires de débit des branches des cellules méridiennes, bien anti-corrélées avec la SST => EUC=indicateur de la force de ces cellules et de l’upwelling équatorial. Echanges de chaleur associés à l’EUC dominés par les variations de débit. On peut dire des choses en plus du texte:Analyse Lagrangienne recharges et décharges de la bande équatoriale complexes et asymétriques apport d’eaux froides par les STCs et l’EUC lors de la brusque transition vers La Niña en mai 1998. Réponse quasi-linéaire du débit de l’EUC aux variations interannuelles du vent zonal à l’ouest de l’EUC=>accord avec le modèle analytique linéaire et stationnaire de l’EUC de McPhaden (1993). Relation linéaire entre la température de l’EUC et la différence des profondeurs de la thermocline et de l’EUC. Déphasages intéressants (relations de cause à effet). Différence des températures (Tdiv-Tconv) égale en anomalie à la SST de Niño3.5 . Importance équivalente des variations de température et de débit pour le transport méridien de chaleur associé à la convergence/divergence.

65 Perspectives Utilisation scientifique plus poussée des séries de l’EUC continues depuis 1980. Estimation de la convergence et de la divergence à partir de données hydrologiques. Inclure la circulation de convergence/divergence et l’EUC dans les modèles conceptuels d’El Niño. Conséquences des asymétries des échanges méridiens sur les recharges/décharges à préciser. Tendances des vents NCEP irréalistes avant ~ => utilisation de simulations couplées pour l’étude des variations décennales et du lien avec le réchauffement climatique. On peut dire des choses en plus du texte: Complémentarité des approches Eulérienne et Lagrangienne. Estimation de la convergence et de la divergence à partir de données hydrologiques existantes, et dans le futur celle des profileurs ARGO. Possibilité de distinguer STCs et TCs. Utilisation de simulations couplées pour mieux comprendre l’origine des déphasages dans les vents.

66 3 ans, 3 mois et 3 jours…, et voila!

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69 Takeshi Izumo Directeur de thèse: Joël Picaut
Le sous-courant équatorial et les échanges de masse et de chaleur associés dans le Pacifique tropical : variabilité, liens avec les événements El Niño-La Niña Takeshi Izumo Directeur de thèse: Joël Picaut

70 2

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73 El Niño, variabilité décennale et réchauffement climatique
Anomalies mensuelles de la température de surface de la région Niño3.4

74 Variations interannuelles et décennales d’ENSO

75 El Niño, variabilité décennale et réchauffement climatique
Mantua et Battisti, 1994 Vent-SST

76 Grille ORCA 2° Le modèle OPA U à 0°-165°E à 15 m U à 0°-110°W à 75 m
Modèle global développé au LODYC (Paris) Différents forçages interannuels: flux des réanalyses NCEP ( ), vents des réanalyses NCEP ou vents ERS (de 1992 à 1999). U à 0°-165°E à 15 m U à 0°-110°W à 75 m Données TAO OPA-ERS m/s Grille ORCA 2° Modèle OPA en version globale, grille orca 2, resolutions zonale, meridienne et verticale Validation par les courants car trajectoire Tr: On voit deja pour U a 165E la modification des courants pendant el nino de 97=>effet sur les deplacements de masses d’eau

77 Efficacité de l’interpolation verticale et incertitudes
Débit de l'EUC à l’équateur (DEUC/eq) à 110°W (m2/s) ADCP courantomètres + interpolation spline On ne met pas les incertitudes relatives pour purifier εDeuc ~ 4 m2/s (4 %) εTeuc ~ 0.13°C (0.7 %) εZeuc ~ 1.7 m (1.3 %) εEc euc ~ 6 J/kg/m (10 %) Incertitudes ε finales: εU ~ 5 cm/s εT ~  0.05°C ou εTtrou ~  0.3°C εDeuc ~ 4 m2/s εTeuc ~ 0.13°C εZeuc ~ 1.7 m εEc euc ~ 6 J/kg/m =>

78 Distribution méridienne de l’upwelling

79 Critères de définition de la convergence dans la pycnocline et de la divergence en surface
Densité potentielle et courant méridien dans le modèle à 5°N (kg/m3) Dire qu’avec ces criteres, on obtient des convergences et divergences en moyenne symetriques, avec autant d’apport par les bords ouest que par l’interieur Ne pas oublier de parler des courants de bords ouest Criteres de définition à 5°N et 5°S de la convergence dans la pycnocline: 22.5 kg/m3 < densité potentielle < 26 kg/m3 et z > 50 m

80 Variabilités interannuelles des convergences dans la pycnocline
Comparaison de la convergence totale à celle par les bords ouest et celle par l’océan intérieur (Sv) Bien la decrire: le temps, l’axe des ordonnees, dire sur endroit que c’est la somme des 2 avant de discuter Bien dire: on s’y attendait, mais voilà le resultat quantitatif convergence totale convergence par les bords Ouest convergence par l’océan intérieur

81 (Sv) Comparaison avec l’estimation à partir de la théorie de Sverdrup
Réponse linéaire et quasi-stationnaire de la convergence par l’océan intérieur aux variations de vent (Sv) Comparaison avec l’estimation à partir de la théorie de Sverdrup Corrélation: 0.96 Convergence dans la pycnocline par l’océan intérieur (modèle) (transport de Sverdrup – transport d’Ekman) x 0.38 (vents NCEP) 38% de la convergence géostrophique sur toute la colonne d’eau Ca marche bien donc c’est rassurant pour cette étude qui n’utilise a priori que le modèle: la dynamique du pacifique tropical est quasi-linéaire et stationnaire

82 Variabilité interannuelle de la divergence en surface
(Sv) Comparaison avec l’estimation à partir de la théorie de Sverdrup Divergence dans la couche de surface (modèle) Divergence d’Ekman (vents NCEP) Divergence d’Ekman – 0.3 x convergence géostrophique (vents NCEP)

83 anomalie de l’upwelling
Covariabilité des transports de masse des différentes branches des cellules méridiennes transports dans la pycnocline par: l’intérieur les bords ouest Transports dans la couche de surface anomalie de l’upwelling équatorial anomalie du SEC anomalie de l’EUC

84 Covariabilité des transports de masse des différentes branches des cellules méridiennes
(Sv) Débits de l’EUC, de la convergence et de la divergence DDIV (5°N+5°S) DCONV (5°N+5°S) DEUC (170°W) bien dire que en theorie, il y a bien les meme facteurs de proportionnalité Dephasages=>la branche superieure des STCs repond d’abord, puis celle inferieure, SST est aussi une reponse

85 Covariabilité des transports de masse des différentes branches des cellules méridiennes
(Sv) Débits de l’EUC, du SEC et de l’upwelling équatorial DUPW (170°W-bord est; 5°N-5°S; 80 m) DSEC (170°W) DEUC (170°W)

86 Echanges de chaleur méridien et recharges/décharges
transports dans la pycnocline par: l’intérieur les bords ouest Transports dans la couche de surface SEC upwelling équatorial EUC Bilan de chaleur=>En moyenne, le refroidissement par la circulation de convergence/divergence explique 80% du refroidissement par l’ocean

87 Transport de chaleur méridien et recharges/décharges
Transport de chaleur Fméridien vers l’équateur associé à la convergence/divergence: (1015 W) Variations interannuelles Bilan de chaleur=>En moyenne, le refroidissement par la circulation de convergence/divergence explique 80% du refroidissement par l’ocean Dire: pour les tendances sur le long terme, les 2 phénomènes s’opposent Ftotal vers bande équatoriale

88 Transport de chaleur associé à l’EUC: variations interannuelles
Transport de chaleur associé à l’EUC vers l’est du Pacifique équatorial: (1015 W) (filtrage Hanning sur 2 ans) Ftotal vers boite est Bien dire que la definition est independante d’une temperature de reference. Formule qui permet de donner un sens physique simple a tout ca: Quand l’euc augmente par exemple, des eaux froides rentrent et l’entree est compensee par la sortie d’eaux chaudes en surface

89 Transport de chaleur associé à l’EUC: variations décennales
Transport de chaleur associé à l’EUC vers l’est du Pacifique équatorial: (filtrage Hanning sur 10 ans) Ftotal vers boite est (1015 W) Dire: tendance de la SST causee par la biasse de l’EUC et de l’upwelling equatorial

90 Covariabilité des transports de masse des différentes branches des cellules méridiennes
Pour la fig de gauche, bien dire que en theorie, il y a bien les meme facteurs de proportionnalité DDIV (5°N+5°S) DCONV (5°N+5°S) DEUC (170°W) DUPW (170°W-bord est; 5°N-5°S; 80 m) DSEC (170°W) DEUC (170°W)

91 Conséquences sur les échanges de chaleur méridiens
Transport de chaleur vers l’équateur associé à la circulation méridienne convergence/divergence: Variations décennales Variations interannuelles (filtrage Hanning sur 10 ans) (filtrage Hanning sur 2 ans) Ftotal vers bande équatoriale

92 Conséquences sur les échanges de chaleur zonaux
Transport de chaleur associé à l’EUC vers l’est du Pacifique équatorial: Variations décennales Variations interannuelles (filtrage Hanning sur 2 ans) (filtrage Hanning sur 10 ans) Ftotal vers boite est

93 Les mouillages TAO

94 Heat transports towards the eastern equatorial basin
Low-frequency anomalies of all heat transports to the eastern equatorial mixed layer (depth < 80 m, 170W-eastern boundary and 5S-5N), and theoretical heat transport at 170W estimated with EUC mass transport using mean EUC and SEC transport-weighted temperature and using the varying EUC temperature.

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